TWI542122B - 電源供應系統與用於其中的短路及／或不良連接偵測方法、及電源轉換器 - Google Patents

電源供應系統與用於其中的短路及／或不良連接偵測方法、及電源轉換器 Download PDF

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Description

電源供應系統與用於其中的短路及/或不良連接偵測方法、及電源轉換器
本發明係有關一種能夠偵測短路及不良連接的電源供應系統，特別是指一種能夠偵測輕微短路及不良連接的異常狀況，以檢查出因異常狀況造成電能損失的電源供應系統，以及用於其中的電源轉換器和相關方法。
請參考第1A-1B圖，示出先前技術之電源供應系統的方塊示意圖。先前技術之電源供應系統10包含一電源轉換器11、一纜線12與一電子裝置13。電源轉換器11經由其所具有的一連接埠112與纜線12的一連接埠121連接，而電子裝置13經由其所具有的一連接埠132與纜線12的另一連接埠122連接。電源轉換器11、纜線12與電子裝置13連接時，電源線17和18構成迴路而得以傳送電能。纜線12中還包括訊號線14，可用以在電源轉換器11和電子裝置13之間傳遞資料；訊號線14通常為差分訊號線。
如第1B圖所示，當連接埠112、121、122、或132上具有灰塵或其他雜物時，將會使電源線17和18之間導通；視情況而定，電源線17和18之間的導通未必是全然短路(short circuit)，而可能只造成小幅的漏電，本發明中稱此為「輕微短路(weakly short circuit)」，以電阻R11,R121,R122,R13來表示。此種異常狀況將造成電能傳遞的損失，若不處理，當情況更趨嚴重時可能造成危險。
此外，當電源線17和18本身之傳輸品質較差、或是連接 埠之間的連接不良(bad connection)」時，此種異常狀況也會造成電能傳遞的損失，以電阻R1’,R2’,R3’,R4’來表示。
由於「輕微短路」及「不良連接」的異常狀況通常並不至於完全短路或完全斷路，因此在先前技術中，並沒有針對此種情況提出有效的解決方案。
先前技術之美國第8,498,087號專利案與美國第8,339,760號專利案藉由偵測纜線是否異常發熱來解決上述問題，然而該兩先前技術在纜線中需要使用額外的偵熱訊號線，不適用於一般常用的纜線結構，不但成本較高，且當偵測到纜線異常發熱時，不當耗能的問題已經很嚴重了。因此，上述先前技術仍然無法解決上述缺失。
有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種能夠偵測輕微短路及不良連接的異常狀況，以檢查出因異常狀況造成電能損失的電源供應系統。
就其中一觀點言，本發明提供了一種電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，該輸出電壓係用以經一纜線供應給一電子裝置，該電源轉換器包含：一開關；一開關控制單元，用以控制該開關，以進行該輸入電壓與該輸出電壓間之轉換；以及一短路偵測單元，包括：一計時電路，用以產生一暫時中斷訊號，以暫時禁能該開關控制單元一段禁能時間；以及一異常壓降偵測電路，在該禁能時間中，根據該輸出電壓之下降速率，判斷是否有一短路狀況發生。
在一種較佳的實施型態中，該異常壓降偵測電路包括一電壓比較電路，根據該輸出電壓與一參考電壓之比較結果，判斷是否有一短路狀況發生。
在一種較佳的實施型態中，該參考電壓可調整。
在一種較佳的實施型態中，當該電源轉換器經該纜線與該電子裝置耦接時，該參考電壓設定於一相對較低的位準，又當該電源轉換器未經該纜線與該電子裝置耦接時，該參考電壓設定於一相對較高的位準。
在一種較佳的實施型態中，該電源轉換器為一隔離式交直流轉換器，該隔離式交直流轉換器以一反饋電路來傳遞與該輸出電壓相關之反饋訊號給該開關控制單元，其中該暫時中斷訊號藉由關閉該反饋電路而禁能該開關控制單元。
在一種較佳的實施型態中，該計時電路在開機啟動時產生該暫時中斷訊號、或是在電源重置時產生該暫時中斷訊號、或是週期性地產生該暫時中斷訊號、或是非規則性地產生該暫時中斷訊號、或是以上組合。
就另一觀點言，本發明提供了一種電源供應系統之短路偵測方法，該電源供應系統包括一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，該輸出電壓係用以經一纜線供應給一電子裝置，所述方法包含：在一段禁能時間內，暫停將該輸入電壓轉換為該輸出電壓；以及根據該輸出電壓之下降速率，判斷是否有一短路狀況發生。
就另一觀點言，本發明提供了一種電源供應系統，包含：一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，該輸出電壓與輸出電流係用以經一纜線供應給一電子裝置；以及一不良連接偵測單元，該不良連接偵測單元包括：一電壓感測電路，用以感測該電子裝置所接收的一實際電壓；一電流感測電路，用以感測該電子裝置所接收的一實際電流；一第一類比數位轉換電路，將該實際電壓轉換為一第一數位訊號；一第二類比數位轉換電路，將該實際電流轉換為一第二數位訊號；以及一計算電路，根據該第一數位訊號、該第二數位訊號、該輸出電壓以及該輸出電流，判斷是否有一不良連接狀況發生。
在一種較佳的實施型態中，該計算電路根據該輸出電壓及該輸出電流之目標值，與該第一數位訊號及該第二數位訊號比較，以判斷是否有一不良連接狀況發生。
在一種較佳的實施型態中，該計算電路根據該輸出電壓及該輸出電流之感測值轉換為輸出電壓及輸出電流數位訊號後，與該第一數位訊號及該第二數位訊號比較，以判斷是否有一不良連接狀況發生。
在一種較佳的實施型態中，該不良連接偵測單元整體設置於該電子裝置內。
在一種較佳的實施型態中，該不良連接偵測單元部分設置於該電子裝置內而部分設置於該電源轉換器內，並藉由該纜線中之一訊號線來溝通。
就另一觀點言，本發明提供了一種電源供應系統之不良連接偵測方法，該電源供應系統包括一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，該輸出電壓與輸出電流係用以經一纜線供應給一電子裝置，所述方法包含：感測該電子裝置所接收的一實際電壓與一實際電流並轉換為一實際電壓數位訊號與一實際電流數位訊號；將該實際電壓數位訊號與該實際電流數位訊號和該輸出電壓及該輸出電流之目標值比較；以及當電壓間的差值及/或電流間的差值超過一預設臨界值時，判斷發生不良連接狀況。
就另一觀點言，本發明提供了一種電源供應系統之不良連接偵測方法，該電源供應系統包括一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，該輸出電壓與輸出電流係用以經一纜線供應給一電子裝置，所述方法包含：感測該電子裝置所接收的一實際電壓與一實際電流並轉換為一實際電壓數位訊號與一實際電流數位訊號；感測該輸出電壓與該輸出電流並轉換為一輸出電壓數位訊號與一輸出電流數位訊號；將該實際電壓數位訊號與該實際電流數位訊號和該輸 出電壓數位訊號與該輸出電流數位訊號相比較；以及當電壓間的差值及/或電流間的差值超過一預設臨界值時，判斷發生不良連接狀況。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
〔習知〕
10‧‧‧習知電源供應系統
11‧‧‧習知電源轉換器
112‧‧‧習知連接埠
12‧‧‧習知纜線
121、122‧‧‧習知連接埠
13‧‧‧習知電子裝置
132‧‧‧習知連接埠
14‧‧‧習知訊號線
17、18‧‧‧習知電源線
R1’~R4’‧‧‧習知電阻
R11、R121‧‧‧習知電阻
R122、R13‧‧‧習知電阻
〔本發明〕
20、30、40‧‧‧電源供應系統
21‧‧‧電源轉換器
210‧‧‧輸出單元
211‧‧‧短路偵測單元
2112‧‧‧計時電路
2114‧‧‧異常壓降偵測電路
2114a‧‧‧電壓比較電路
212‧‧‧連接埠
213‧‧‧變壓器
213a‧‧‧一次側
213b‧‧‧二次側
214‧‧‧開關控制單元
2141、2142‧‧‧類比數位轉換電路
2143‧‧‧緩衝器
2144‧‧‧計算電路
215‧‧‧反饋電路
22‧‧‧纜線
221、222‧‧‧連接埠
23‧‧‧電子裝置
232‧‧‧連接埠
235‧‧‧不良連接偵測單元
2351‧‧‧電壓感測電路
2352‧‧‧電流感測電路
2353、2354‧‧‧類比數位轉換電路
2355‧‧‧計算電路
2356‧‧‧緩衝器
24‧‧‧訊號線
27、28‧‧‧電源線
A‧‧‧線條
B‧‧‧線條
CLK‧‧‧時脈訊號
EN‧‧‧致能訊號
Error 1、Error 2‧‧‧錯誤訊號
FB‧‧‧反饋訊號
Iout‧‧‧輸出電流
Ip‧‧‧實際電流
R1~R4‧‧‧電阻
R21、R221‧‧‧電阻
R222、R23‧‧‧電阻
STOP‧‧‧暫時中斷訊號
SW‧‧‧開關
Tdis‧‧‧禁能時間
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Vp‧‧‧實際電壓
Vdis‧‧‧參考電壓
第1A圖示出先前技術之電源供應系統的方塊示意圖。
第1B圖解釋第1A圖先前技術之異常狀況造成電能損失。
第2A-2B圖示出本發明第一實施例之電源供應系統的方塊示意圖。
第2C圖示出本發明之電源轉換器的一個實施例。
第3A-3B圖示出本發明第二實施例之電源供應系統的方塊示意圖。
第4A-4B圖示出本發明第三實施例之電源供應系統的方塊示意圖。
第5A圖示出本發明之短路偵測單元的一個實施例。
第5B圖解釋本發明如何進行短路偵測。
第6A圖示出本發明之短路偵測單元的另一實施例。
第6B-6C圖示出本發明產生暫時中斷訊號的兩個實施例。
第7A-7C圖示出本發明進行不良連接偵測的一個實施例。
第7D-7E圖示出本發明進行不良連接偵測的另兩個實施例。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間之功能作用關係，至於形狀、尺寸、方向則並未依照實物比例繪製。
請參考第2A-2C圖、第3A-3B圖與第4A-4B圖。第2A圖示出本發明第一實施例之電源供應系統的方塊示意圖。第2B圖示出根據第 2A圖的一線路示意圖。第2C圖示出本發明之電源轉換器的一個實施例。第2A-2C圖中，該電源轉換器未與一纜線耦接。第3A圖示出本發明第二實施例之電源供應系統的方塊示意圖。第3B圖示出根據第3A圖的一線路示意圖。第3A-3B圖中，該電源轉換器係與一纜線耦接。第4A圖示出本發明第三實施例之電源供應系統的方塊示意圖。第4B圖示出根據第4A圖的一線路示意圖。第4A-4B圖中，該電源轉換器與該電子裝置經由一纜線而彼此耦接。
在其中一種應用情況中，電源轉換器21尚未與任何其他裝置或零件連接(如第2B圖電源供應系統20所示)，其中，電源轉換器21具有一連接埠212。在另一種應用情況中，電源轉換器21已與一纜線22、但尚未與電子裝置連接(如第3B圖電源供應系統30所示)，其中電源轉換器21藉由連接埠212與纜線12的一連接埠221耦接。在又另一種應用情況中，電源轉換器21、纜線22與一電子裝置23已彼此連接(如第4B圖電源供應系統40所示)，其中纜線12的一連接埠221與電源轉換器21的連接埠212耦接，且纜線12的一連接埠222與電子裝置23的連接埠232耦接。
請參考第2C圖。電源轉換器21以隔離式交直流轉換器(isolated type AC-DC converter)為例來說明，但本發明不限於此，電源轉換器21亦可為其他型式的電源轉換器。在隔離式交直流轉換器的實施例中，電源轉換器21包含一變壓器213，其具有一次側213a和二次側213b，其中一次側213a與一開關SW耦接，該開關受控於一開關控制單元214。二次側213b與一輸出單元210耦接，以根據輸出電壓Vout產生反饋訊號FB，經由反饋電路215(例如為光耦合電路)傳送給開關控制單元214。在正常狀態下，開關控制單元214根據反饋訊號FB控制開關SW，以將輸入電壓Vin轉換為二次側的輸出電壓Vout。輸出單元210中包含一短路偵測單元211，以偵測是否發生短路、甚至是輕微短路。短路偵測單元 211的細節容後詳述。隔離式交直流轉換器為本技術者所熟悉的電路，因此除了與本案有關的部分之外，其他電路細節省略繪示，以使圖面簡潔。
需說明的是，電源轉換器21不限於為隔離式交直流轉換器，亦可為其他型式的切換式電源轉換器(switching power converter)，例如但不限於同步與非同步升壓、降壓、升降壓、反壓型電源轉換器。在這些切換式電源轉換器(包括隔離式交直流轉換器)中，都具有一開關控制單元，根據反饋訊號控制至少一開關，以將輸入電壓轉換為輸出電壓。本發明可適用於任何此類的切換式電源轉換器。短路偵測單元可設置在切換式電源轉換器中任何合適的位置，當偵測到發生短路、或輕微短路時，發出錯誤訊號Error 1給開關控制單元。
現在，請參考第3A-3B圖與第4A-4B圖。與第2A-2C圖所示的實施例不同的是，第3A-3B圖所示的電源轉換器21係與纜線22耦接，而第4A-4B圖所示的電源轉換器21係與纜線22耦接，纜線22再與電子裝置23耦接。在第4A-4B圖所示的情況，於正常狀態下，電源線27和28構成迴路而得以傳送電能給電子裝置23。纜線22中還包括訊號線24，可用以在電源轉換器21和電子裝置23之間傳遞資料；訊號線24例如但不限於為差分訊號線。
如第2B、3B與4B圖所示，當連接埠212、221、222、或232上例如具有灰塵或其他雜物時，將會使電源線27和28之間導通，但不一定會完全短路，而可能是輕微短路，以電阻R21,R221,R222,R23來表示。此短路或輕微短路將造成電能的損失，嚴重的情況下可能造成更大的危險。
對此一缺失，本實施例的短路偵測單元211可以用來偵測上述「短路」的異常狀況是否發生而及早進行處理。
第5A-5B圖示出本發明之短路偵測單元211的一實施例。不論電源轉換器21是否與纜線22耦接，也不論纜線22是否與電子裝置 23耦接，本實施例都可以應用來檢查是否發生短路的異常狀況。
請參考第5A-5B圖，本實施例之短路偵測單元211包含一計時電路2112與一異常壓降偵測電路2114。計時電路2112根據一時脈訊號CLK而計時，以產生延續一段時間(禁能時間Tdis)的暫時中斷訊號STOP(「產生」意指暫時中斷訊號STOP的位準符合預設定義，例如可以是數位訊號的高或低位準)。在本實施例中，計時電路2112週期性地產生暫時中斷訊號STOP；在其他實施例中，暫時中斷訊號STOP可以由其他機制來觸發產生(容後說明)。時脈訊號CLK可取自電源轉換器21中本身現有的時脈訊號、或是另設一個振盪器(未示出)來產生。當產生暫時中斷訊號STOP時，則開關控制單元214被禁能(disabled)，因此電源轉換器21不進行輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的轉換。禁能開關控制單元214有多種方式，本發明並不限於其中任何一種。本實施例舉其中一例：若電源轉換器21為隔離式交直流轉換器，則通常需要以一反饋電路215(例如光耦合電路)來傳遞反饋訊號FB。暫時中斷訊號STOP可用來關閉該反饋電路215，因隔離式交直流轉換器為負反饋機制，當反饋電路215不工作時，開關控制單元214將認為輸出電壓Vout足夠而不會進行輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的轉換，也就達成了禁能的作用。若電源轉換器21為其他型式的切換式電源轉換器，則可以使用任何其他方式來禁能開關控制單元214。暫時中斷訊號STOP禁能開關控制單元214的禁能時間以第5B圖中的Tdis來表示。
當暫時中斷訊號STOP禁能開關控制單元214時，計時電路2112也以致能訊號EN來致能異常壓降偵測電路2114。因此，暫時中斷訊號STOP與致能訊號EN可以為同一訊號、或是同一訊號的反相訊號。當然，兩者也可為不同的訊號，而致能訊號EN稍微延後開始。受致能後，異常壓降偵測電路2114根據輸出電壓Vout的下降情況來判斷輸出電壓Vout是否異常下降。
請參考第5B圖，在禁能時間Tdis之內，電源轉換器21不進行輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的轉換，但電荷會有自然的耗損流失，因此輸出電壓Vout會緩慢下降。根據輸出電壓Vout的合理下降速率，可以定義一條臨界線(如圖所示)。若輸出電壓Vout的下降速率超過此臨界線，就可能發生了短路。
請參考第6A圖並對照第5B圖，在其中一種實施方式中，異常壓降偵測電路2114可以包括一個電壓比較電路2114a，將輸出電壓Vout與參考電壓Vdis比較(在電路設計上，也可以等效地將輸出電壓Vout的分壓與參考電壓Vdis的比例值比較)。在正常情況下，輸出電壓Vout在禁能時間Tdis之內不會掉到參考電壓Vdis之下(如第5B圖線條A所示)。但如果在禁能時間Tdis之內，輸出電壓Vout低於參考電壓Vdis時(如第5B圖線條B所示)，則表示除了自然的耗損流失外，必然有短路的路徑。此時，電壓比較電路2114a輸出錯誤訊號Error 1，顯示發生短路。
異常壓降偵測電路2114也可以不採用電壓比較電路，而改用其他方式來偵測計算輸出電壓Vout的下降速率；舉例而言，可以在兩時間點偵側輸出電壓Vout的值，以計算其斜率，並與臨界線的斜率相比較。使用電壓比較電路是較為簡潔的實施方式，但其他較複雜的實施方式也仍屬本發明的範圍。
電源轉換器21經由纜線22與電子裝置23耦接時，相對於未與電子裝置23耦接的情況，電荷的自然耗損流失會較多。在一較佳實施例中，於此情況下，可將參考電壓Vdis設定至相對較低的位準。參考電壓Vdis的設定有多種方式可以調整，本發明不受限制於其中任何一種。舉例而言，當電源轉換器21經由纜線22與電子裝置23耦接時，電子裝置23通常會經由訊號線24傳遞訊號，確認耦接或傳遞其他資料。因此舉例而言，短路偵測單元211可在訊號線24傳遞訊號確認與電子裝 置23耦接時，將參考電壓Vdis設定至較低的位準，而在訊號線24未傳遞訊號確認與電子裝置23耦接時，將參考電壓Vdis設定至較高的位準。需說明的是，參考電壓Vdis為可調整，僅是較佳實施方式；如參考電壓Vdis為固定值，亦屬可行。
此外，除了因應電子裝置23是否耦接而調整參考電壓Vdis之外，亦可因應電子裝置23是否耦接而調整禁能時間Tdis的長度。與電子裝置23耦接時，電荷的自然耗損流失會較多，此情況下可以縮短禁能時間Tdis，例如改變時脈訊號CLK的頻率或改變計時電路2112的計時長度。
又，請參考第6B圖，本實施例係週期性地產生暫時中斷訊號STOP；但如在開機啟動(Start-up)或是電源重置(Power On Reset)時產生暫時中斷訊號STOP進行檢查、或是在使用中非規則性地產生暫時中斷訊號STOP，當然亦屬本發明的範圍。前者舉例而言，請參考第6C圖，計時電路可以根據開機啟動或是電源重置時，通常會產生的電源重置訊號，而產生暫時中斷訊號STOP。後者舉例而言，產生暫時中斷訊號STOP的時間點可以亂數隨機設定等等。因此，本發明包括以下應用方式的單獨使用或組合使用：在開機啟動時進行檢查、或是在電源重置時進行檢查、或是週期性地進行檢查、或是非規則性地進行檢查(例如，可以在週期性地進行檢查之外，另外也非規則性地進行檢查)。
請參考第7A-7C圖，顯示本發明的另一實施例。本實施例顯示本發明之不良連接偵測單元的一個實施例。「不良連接」僅在電源轉換器21與纜線22耦接、且纜線22也與電子裝置23耦接的情況才有偵測的意義，因此第7A-7C圖顯示此情況。
請參考第7B圖，雖然電源轉換器21所產生的是輸出電壓Vout，但由於不良連接(以電阻R1,R2,R3,R4表示)之故，電子裝置23所實際收到的是實際電壓Vp；又，雖然電源轉換器21所產生的是輸出電流 Iout，但電子裝置23所實際收到的是實際電流Ip。本實施例的不良連接偵測單元235可以用來偵測上述「不良連接」的異常狀況是否發生。
如第7B-7C圖所示，本實施例的不良連接偵測單元235例如但不限於可設置在電子裝置23中。不良連接偵測單元235包括一電壓感測電路2351、一電流感測電路2352、類比數位轉換電路(ADC)2353與2354、及一計算電路2355。電壓感測電路2351感測實際電壓Vp，而ADC2353將感測結果轉換為數位訊號。電流感測電路2351感測實際電流Ip，而ADC 2354將感測結果轉換為數位訊號。計算電路2355根據ADC 2353與2354的輸出進行計算。在一實施例中，電源轉換器21所產生的輸出電壓Vout和輸出電流Iout，其目標值是在電源轉換器21經由纜線22與電子裝置23耦接時，由電子裝置23經訊號線24告知電源轉換器21的。在此情況下，電子裝置23本就已知輸出電壓Vout和輸出電流Iout的值，因此可預設在計算電路2355內。計算電路2355可將根據ADC 2353與2354的輸出計算所得的結果，與預設輸出電壓Vout和輸出電流Iout的值相比較。當電壓間的差值及/或電流間的差值過大(超過預設臨界值)時，計算電路2355即可送出錯誤訊號Error 2，顯示有「不良連接」的異常狀況發生。此錯誤訊號Error 2例如可藉由訊號線24來傳送，但當然也可以經由另外的線路來傳送(此情況下，纜線22需具備該線路)。又，為了避免在電路剛啟動或電子裝置23重載(heavy loading)情況下發生誤判，可以在電路進入穩定階段時才進行上述「不良連接」的判斷。
第7D圖顯示本發明進行不良連接偵測的另一實施例。本實施例中，在電源轉換器21內(例如在隔離式交直流轉換器的實施方式中，可在其輸出單元210內；在其他型式的電源轉換器中，可在開關控制單元214內)設有ADC 2141與2142，分別將輸出電壓Vout和輸出電流Iout轉換為數位訊號。轉換後之值經由緩衝器2143輸出給計算電路2355。計算電路2355將根據ADC 2353與2354的輸出計算所得的結果，與自緩衝 器2143收到的輸出電壓Vout和輸出電流Iout的值相比較。當電壓間的差值及/或電流間的差值過大(超過預設臨界值)時，計算電路2355即可送出錯誤訊號Error 2，顯示有「不良連接」的異常狀況發生。因訊號線24可以雙向傳送訊號，因此輸出電壓Vout和輸出電流Iout的值和錯誤訊號Error 2都可藉由訊號線24來傳送。
第7E圖顯示本發明進行不良連接偵測的又另一實施例。本實施例中，是在電源轉換器21內(例如在隔離式交直流轉換器的實施方式中，可在其輸出單元210內；在其他型式的電源轉換器中，可在開關控制單元214內)設置計算電路2144，而不良連接偵測單元235在電子裝置23中設置緩衝器2356。亦即，可視為不良連接偵測單元235具有兩個分離的部分，分別設置在電源轉換器21內和電子裝置23內。不良連接偵測單元235將實際電壓Vp和實際電流Ip轉換為數位訊號後之值輸出給開關控制單元214內的計算電路2144。計算電路2144將實際電壓Vp和實際電流Ip的轉換值，與自ADC 2141與2142轉換後的輸出電壓Vout和輸出電流Iout的值相比較。當電壓間的差值及/或電流間的差值過大(超過預設臨界值)時，計算電路2144即可送出錯誤訊號Error 2，顯示有「不良連接」的異常狀況發生。
當偵測到有短路或不良連接的異常狀況發生時，錯誤訊號Error 1或Error 2可以有種種方法加以利用。舉例而言，錯誤訊號Error 1或Error 2可以僅作為對使用者的警示(例如但不限於控制一LED燈閃亮、或控制一蜂鳴器發出警示音)。或是，錯誤訊號Error 1或Error 2可使暫時中斷訊號STOP保持在預設定義的位準。或是，錯誤訊號Error 1或Error 2可用來直接禁能開關控制單元214。或是，錯誤訊號Error 1或Error 2可用來關閉電源轉換器21。或是，如電源轉換器21為隔離式交直流轉換器，錯誤訊號Error 1或Error 2可以截斷變壓器二次側提供輸出電壓Vout的路徑。或是，錯誤訊號Error 1或Error 2可不停止電源轉換器 21、但限制電源轉換器21的輸出電流上限。以上或其他運用方式，可視需求而定。
由上所述，本發明之電源供應系統一方面能夠藉由短路偵測單元211偵測短路的異常狀況，另一方面能夠藉由不良連接偵測單元235偵測不良連接的異常狀況，藉此避免由於短路及不良連接的異常狀況所造成的電能損失，而提高能源的使用效率並達成保護線路的功效。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。舉例而言，數位訊號的高低位準意義可以互換，僅需對應修改電路即可。又例如，實施例所示直接連接的電路或元件，可在其間插置不影響電路主要功能的其他電路或元件。再例如，如將纜線22與電源轉換器21整合為單一裝置、或是將纜線22與電子裝置23整合為單一裝置，也仍可應用本發明。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。此外，本發明的任一實施型態不必須達成所有的目的或優點，因此，請求專利範圍任一項也不應以此為限。
21‧‧‧電源轉換器
210‧‧‧輸出單元
211‧‧‧短路偵測單元
212‧‧‧連接埠
214‧‧‧開關控制單元
213‧‧‧變壓器
213a‧‧‧一次側
213b‧‧‧二次側
Error 1‧‧‧錯誤訊號
FB‧‧‧反饋訊號
SW‧‧‧開關
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓

Claims (19)

  1. 一種電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，該輸出電壓係用以經一續線供應給一電子裝置，該電源轉換器包含：一開關；一開關控制單元，用以控制該開關，以進行該輸入電壓與該輸出電壓間之轉換；以及一短路偵測單元，包括：一計時電路，用以產生一暫時中斷訊號，以暫時禁能該開關控制單元一段禁能時間；以及一異常壓降偵測電路，在該禁能時間中，根據該輸出電壓之下降速率，判斷是否有一短路狀況發生。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該異常壓降偵測電路包括一電壓比較電路，根據該輸出電壓與一參考電壓之比較結果，判斷是否有一短路狀況發生。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源轉換器，其中該參考電壓可調整。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源轉換器，其中當該電源轉換器經該纜線與該電子裝置耦接時，該參考電壓設定於一相對較低的位準，又當該電源轉換器未經該纜線與該電子裝置耦接時，該參考電壓設定於一相對較高的位準。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該電源轉換器為一隔離式交直流轉換器，該隔離式交直流轉換器以一反饋電路來傳遞與該輸出電壓相關之反饋訊號給該開關控制單元，其中該暫時中斷訊號藉由關閉該反饋電路而禁能該開關控制單元。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該計時電路在開機啟動時產生該暫時中斷訊號、或是在電源重置時產生該暫時中斷訊號、或是週期性地產生該暫時中斷訊號、或是非規則性地產生該暫 時中斷訊號、或是以上組合。
  7. 一種電源供應系統之短路偵測方法，該電源供應系統包括一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，該輸出電壓係用以經一纜線供應給一電子裝置，所述方法包含：在一段禁能時間內，暫停將該輸入電壓轉換為該輸出電壓；以及根據該輸出電壓之下降速率，判斷是否有一短路狀況發生。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應系統之短路偵測方法，其中該根據該輸出電壓之下降速率，判斷是否有一短路狀況發生之步驟包括：在該禁能時間內，將該輸出電壓與一參考電壓之比較。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電源供應系統之短路偵測方法，其中該參考電壓可調整。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應系統之短路偵測方法，其中當該電源轉換器經該纜線與該電子裝置耦接時，該參考電壓設定於一相對較低的位準，又當該電源轉換器未經該纜線與該電子裝置耦接時，該參考電壓設定於一相對較高的位準。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應系統之短路偵測方法，其中該電源轉換器包括一隔離式交直流轉換器，該隔離式交直流轉換器以一反饋電路來傳遞與該輸出電壓相關之反饋訊號給一開關控制單元，其中一暫時中斷訊號藉由關閉該反饋電路而禁能該開關控制單元。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應系統之短路偵測方法，其中在開機啟動時啟始該禁能時間、或是在電源重置時啟始該禁能時間、或是週期性地啟始該禁能時間、或是非規則性地啟始該禁能時間、或是以上組合。
  13. 一種電源供應系統，包含： 一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，該輸出電壓與輸出電流係用以經一纜線供應給一電子裝置；以及一不良連接偵測單元，該不良連接偵測單元包括：一電壓感測電路，用以感測該電子裝置所接收的一實際電壓；一電流感測電路，用以感測該電子裝置所接收的一實際電流；一第一類比數位轉換電路，將該實際電壓轉換為一第一數位訊號；一第二類比數位轉換電路，將該實際電流轉換為一第二數位訊號；以及一計算電路，根據該第一數位訊號、該第二數位訊號、該輸出電壓以及該輸出電流，判斷是否有一不良連接狀況發生。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應系統，其中該計算電路根據該輸出電壓及該輸出電流之目標值，與該第一數位訊號及該第二數位訊號比較，以判斷是否有一不良連接狀況發生。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應系統，其中該計算電路根據該輸出電壓及該輸出電流之感測值轉換為輸出電壓及輸出電流數位訊號後，與該第一數位訊號及該第二數位訊號比較，以判斷是否有一不良連接狀況發生。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應系統，其中該不良連接偵測單元整體設置於該電子裝置內。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應系統，其中該不良連接偵測單元部分設置於該電子裝置內而部分設置於該電源轉換器內，並藉由該纜線中之一訊號線來溝通。
  18. 一種電源供應系統之不良連接偵測方法，該電源供應系統包括一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流， 該輸出電壓與輸出電流係用以經一纜線供應給一電子裝置，所述方法包含：感測該電子裝置所接收的一實際電壓與一實際電流並轉換為一實際電壓數位訊號與一實際電流數位訊號；將該實際電壓數位訊號與該實際電流數位訊號和該輸出電壓及該輸出電流之目標值比較；以及當電壓間的差值及/或電流間的差值超過一預設臨界值時，判斷發生不良連接狀況。
  19. 一種電源供應系統之不良連接偵測方法，該電源供應系統包括一電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，該輸出電壓與輸出電流係用以經一纜線供應給一電子裝置，所述方法包含：感測該電子裝置所接收的一實際電壓與一實際電流並轉換為一實際電壓數位訊號與一實際電流數位訊號；感測該輸出電壓與該輸出電流並轉換為一輸出電壓數位訊號與一輸出電流數位訊號；將該實際電壓數位訊號與該實際電流數位訊號和該輸出電壓數位訊號與該輸出電流數位訊號相比較；以及當電壓間的差值及/或電流間的差值超過一預設臨界值時，判斷發生不良連接狀況。
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